中国二十冶集团有限公司建筑工程公司
摘要：为保证热轧旋流池主体结构的安全及主体结构施工过程中有效的控制基坑周围的土体稳定与地下水的渗透性，在基坑四周采用地下连续墙作为维护结构，本工程地下连续墙要求达到中风化安山岩顶部，为钢筋混凝土结构。
【关键词】热轧旋流池 中风化安山岩 地下连续墙
1 工程概况
1.1 旋流池位置与概况
梅钢产品结构调整及工艺装备升级改造工程1780mm 热轧项目工程旋流池位于连铸35KV变电所及热轧水处理变电所东侧，化学除油器南侧，旋流池基坑采用1000㎜厚地下连续墙与逆做内衬组成的整体复合墙体作为基坑支护结构，接头采用双反弧形式。地下连续墙深约为31.22m，挖除全部强风化安山岩，深度达到中风化安山岩顶部，地墙深度根据现场施工实际情况确定。地下连续墙钢筋笼吊装采用整体吊装法，一次起吊完成施工。基坑圆井内径为29.6m，外径为31.6m，混凝土标号为水下C35，混凝土量约为2800立方米。
1.2 地质条件
根据地质勘查报告，本次基坑支护设计有关土层自上而下分述如下：
素填土（层号①2）：主要由粘性土或耕植土组成，呈湿、松散～稍密状态。厚度为0.70m。
粉质粘土（层号③1）：褐黄、黄灰、青灰色，含铁质氧化物斑点及灰色条纹，局部夹薄层粉砂，呈饱和、可塑～软塑状态。厚度为0.7m。
粉砂（层号③3）:褐黄、黄灰、青灰色，主要成份为石英、长石，含有云母，夹薄层粉土及粉质粘土，呈饱和、松散～稍密状态，局部为中密状态。厚度为2.70m。
淤泥质粉质粘土（层号③5）:褐灰、灰色，含云母、腐植物及钙质结核，夹薄层粘土及粉土，呈饱和、流塑状态，局部以粉土为主。厚度为16.50m。
粉质粘土（层号③6）：黄灰、褐灰、灰色，含腐植物及钙质结核，夹薄层粘土及粉土，呈饱和、软塑～流塑状态。厚度为2.5m。
粉质粘土（层号③7）：黄灰、绿灰色，含少量腐植物及钙质结核，夹薄层粘土及粉土，呈湿、可塑状态，局部为软塑状态。厚度为3.3m。
粉质粘土（层号④2）：黄褐、褐黄、暗绿色，含铁锰氧化物斑点和灰白色高岭土条纹及团块，呈湿、可塑状态。厚度为1.5m。
粉质粘土（层号⑥1）：灰绿、灰黄、褐色，系由安山岩风化而成，常伴有风化岩碎块，呈湿、硬塑状态，局部为可塑状态。厚度为0.5m。
强风化安山岩（层号⑧1）：灰绿、灰褐色，主要矿物成分为斜长石、辉石，斑状结构，块状构造，结构已部分破坏。厚度为1.1m。
中风化安山岩（层号⑧2）：青灰、灰褐、褐红色，主要矿物成分为斜长石、辉石，斑状结构，块状构造，节理裂隙不甚发育。钻进困难，进尺缓慢。
2 地下连续墙槽段划分
旋流池整个圆井地连墙为38边形，分为19幅槽段，标号依次为W1~W19 ,首开幅为W1,除首开幅一折外边为3.3799m，内边为3.156m，其余37边外边均为2.6062m，内边均为2.4336m，均为两折型，墙厚均为1000mm。
3 开挖设备及辅助设施布置
3.1、开挖设备
南京梅钢1780热轧旋流池地下连续墙施工所需开挖设备和主要机械设备（见表1），电力需求约450KW。
表1 机具设备明细表
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3.2 其他辅助设施的布置
⑴ 混凝土拌和系统
⑵ 泥浆系统
包括膨润土仓库、泥浆搅拌站、泥浆池、
泥浆管等。其中泥浆池布置在旋流池西侧，容积约300立方米.膨润土及泥浆搅拌机布置在泥浆池附近。
⑶ 导墙
导墙采用倒“L”型钢筋砼，深度1.5m，内配Φ14@200单层钢筋网片，砼为C25。导墙拆模后，立即加设木支撑并用土回填，回填土要密实，以防导墙因受压变形。
施工顺序：场地平整——测量定位——挖槽——绑扎钢筋——支模板——拆模——设置横撑——回填。
4 混凝土防渗墙施工工艺
4.1 混凝土防渗墙施工方法
4.1.1 槽段划分
根据本工程的地质条件及工程特点，加快施工进度，并保证施工质量，确保槽壁的稳定，施工单元槽段均为折线型，接头形式采用双反弧接头孔。
施工时，由现场技术人员把每一个槽孔的孔号、桩号及高程用红漆标在导墙上，以免出现差错。
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成槽施工示意图
4.1.2 导墙施工
（1）导墙施工放样
导墙是地连墙在地表面的基准物，导墙的平面位置决定了地连墙的平面位置，因而，导墙施工放样必需正确无误。
（2）导墙结构形式：
为了使导墙具有足够的刚度良好的整体性，本工程导墙采用现浇混凝土结构，其断面尺寸按设计要求和相关规范进行，为提高槽内泥浆液面高度，增加泥浆的侧压力。
（3）导墙施工注意要点：
导向墙修筑的技术指标应满足下列规定：
○1、导向墙应平行于防渗墙中心线，其允许偏差为±1cm；
○2、导向墙顶面高程(整体)允许偏差±1cm；
○3、导向墙顶面高程(单幅)允许偏差±0.5cm；
○4、导向墙间净距允许偏差±0.5cm；
4.1.3泥浆系统
（1）泥浆系统工艺流程（见图3）
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泥浆系统工艺流程图
（2） 泥浆配制
① 、泥浆材料
本防渗墙工程采用下列材料配制护壁泥浆：
A 、膨润土： 二级商品膨润土。
B 、水：水库水。
C、分散剂： 纯碱（Na2CO3）
D 、增粘剂：CMC（高粘度，粉末状，根据需要采购）。
②、 泥浆性能指标及配合比设计
新鲜泥浆的各项性能指标（见表1）。
表1 新鲜泥浆性能指标表
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（3）泥浆储存
泥浆储存采用砖砌泥浆池，泥浆池放置在施工段坝中间迎水面。
（4）泥浆循环
泥浆循环采用3L型泥浆泵输送，4PL型泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。
（5）泥浆施工管理
①、 各类泥浆性能指标均应符合国家规范、地方规范和“施组”的规定，并需经采样试验，达到合格标准的方可投入使用。
②、 成槽作业过程中，槽内泥浆液面保持在不致外溢的最高液位，暂停施工时，浆面不应低于导墙顶面30～50厘米。
4.2 槽段开挖
（1）单元槽段的挖掘顺序
用抓斗挖槽时，要使槽孔垂直，最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓在空洞中，根据这个原则，单元槽段的挖掘顺序为：
先挖槽段两端的单孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙，这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度。
（2）挖槽机操作要领
① 、抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面、后面的土层稳定。
②、在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。
③、挖槽作业中，要时刻关注倾斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差。
④、单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。
（3）挖槽土方外运
一边挖槽出土，一边装车外运到指定的废土堆放场地。
（4）造孔应注意以下几点：
①、防渗墙槽孔为垂直孔，为保证墙的连续性，槽孔垂直的偏斜应小于0.3%。
②、应保证槽孔壁平整垂直，孔位中心允许偏差不大于3cm、孔斜率不大于0.3％；遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率应控制在0.5％以内；对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值应不大于施工图纸规定墙厚的1／3，并应采取措施保证设计厚度。
③、遇有大孤石或大量漏浆的特殊地段，应采用冲抓与及时补浆等方法。
④、在造孔过程中，孔内泥浆面应始终保持在导墙顶而以下30～50cm，严防坍孔。
⑤、槽孔开挖至中风化安山岩顶部为止。
4.3 成槽质量标准
成槽的质量标准根据相关规范的要求，孔位偏差不大于3cm；槽孔孔壁应平整垂直，孔斜率不大于4‰；不应有梅花孔、小墙等；遇有含弧石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，需上报监方和业主，如情况严重需上报给设计方，一般情况下孔斜率应控制在6‰以内。一、二期槽孔接头套接孔的两次孔中心线在任一深度的偏差值应不大于设计规定墙厚的1/3。
5 钢筋笼制作及吊装
5.1 钢筋笼制作
5.1.1 钢筋笼制作平台
根据成槽设备的数量及施工场地的实际情况，在工程场地内搭设钢筋笼制作平台，现场加工钢筋笼，平台尺寸6×33米。平台采用Φ32钢筋制作，为便于钢筋放样布置和绑扎，在平台上根据设计的钢筋间距、插筋、预埋件、及钢筋接驳器的位置画出控制标记，以保证钢筋笼和各种埋件的布设精度。
5.1.2 钢筋笼吊装加固
本工程钢筋笼采用整幅成型起吊入槽，钢筋笼考虑到钢筋笼起吊时的刚度和强度，钢筋笼内的桁架数量应根据设计要求放足，若仍不够则需补强。钢筋笼最上部第一根水平筋加强。
5.1.3 钢筋焊接及保护层设置
钢筋要有质保书，并经试验合格后才能使用。主筋采用直螺纹机械连接，接头检验应满足钢筋混凝土规范要求。为保证保护层的厚度，在钢筋笼宽度上水平方向设两列定位钢垫板，每列定位钢垫板竖向间距4m。钢筋笼外观平直方正，表面洁净无油渍和锈蚀等，在同一截面上的钢筋接头不超过50%。钢筋笼成型用点焊，内部交点50%点焊，桁架处100%点焊。
对钢筋笼制成品必须通过“三检”合格并经监理单位验收签证后才能吊装入槽，否则不可进行下道工序的施工。
钢筋笼质量验收标准按照（DB29-54-2003第5.3.5条，GB50299-1999第4.5.2条，GB50208-2002第4.1.12条）（见表2）。
表2 钢筋笼制作与吊放允许偏差
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5.2 钢筋笼吊装
本工程钢筋笼长有31.17m，笼厚0.860m。最重的钢筋笼为27t。根据地墙钢筋笼吨位计算，在主体站台施工区配备一台150t、一台80t履带吊机。本工程钢筋笼一次吊放，钢筋笼长度和重量较大。采用1台150吨履带吊和1台80吨履带吊起吊，主钩起吊钢筋笼顶部，副钩起吊钢筋笼中下部，多组葫芦主副钩同时工作，使钢筋笼缓慢吊离地面，并改变笼子的角度逐渐使之垂直，吊车将钢筋笼移到槽段边缘，插入钢筋笼时，吊点中心必须对准槽段中心，然后徐徐下降，垂直而又准确地将钢筋笼吊入槽内。在钢筋笼进入槽内时，必须注意不要使钢筋笼产生横向摆动，造成槽壁坍塌。钢筋笼插入槽内后，检查其顶部高度是否符合设计要求，然后用槽钢等将其搁置在导墙上。
6 墙体砼浇筑工艺
6.1 混凝土运输
连续墙墙体混凝土采用商品混凝土，标号为C35水下。
6.2 混凝土浇筑工艺和方法
⑴导管与安装：防渗墙混凝土采用直升导管法进行泥浆下浇筑工艺。导管直径为270mm。根据槽段的长度，每个单槽浇筑时，需设2套导管。导管采用浇灌架的卷扬机下放和提升。槽孔内导管的间距不大于4.0m，导管中心距槽端的距离 为1.5m左右，根据槽段情况可适当调整，开浇前，导管底口距槽底控制在15～25cm范围内（见图6）。
⑵墙体浇筑施工技术要求：导管埋入混凝土的深度不得小于1.0m且不宜大于6.0m；混凝土面上升速度不应小于2m/h；混凝土面应均匀上升，各处高差应控制在0.5m以内；至少每隔30min，测量一次槽孔内混凝土面深度，至少每隔2h测量一次导管内混凝土面深度，并及时填绘混凝土浇筑指示图和核对浇筑方量；槽孔口应设置盖板，避免混凝土散落槽孔内；不符合质量要求的混凝土严禁浇入槽孔内。
7 锁口管提拔
⑴ 锁口管在钢筋笼下放之前安放，按设计分幅位置准确就位，下放后，再用吊机向上提升2m左右，检查是否能够松动，然后利用其自重沉入槽底中，并将其上部固定，背后空隙用粘土回填密实。避免锁口管在砼灌注过程中移位或砼绕流下幅槽段，从而影响下幅槽段成槽施工和钢筋笼下放。
⑵ 首个槽段，在第一车砼和以后每根锁口管接头部位砼现场取砼试块，放置于施工现场水中，用以判断砼的初凝、终凝情况，并根据砼的实际情部况决定接头箱的松动和拔出时间。
⑶ 接头箱提拔采用吊车配合600T液压顶升架共同完成。砼浇灌2~3小时后，开始松动锁口管，提升15～30cm，以后每30分钟松动一次，每次提升30～50cm（时间及压力双控制），如松动时顶升压力超过100T，则可相应增加提升高度，缩小松动时间。松动或提升过程均作好详细记录。
⑷ 锁口管拔出前，先计算剩在槽中的接头箱底部位置，并结合砼浇灌记录，确定底部砼已达到初凝才能拔出。最后一节锁口管拔出前先用钢筋插试墙体顶部砼有硬感后才能拔出。
⑸ 锁口管拔出后水平放置在硬地坪上以备用。
8 特殊情况处理
8.1 地层漏浆
造孔时，遇地层漏浆，应迅速补充泥浆，并填入堵漏材料。漏浆严重时应回填槽孔，待沉淀和稳定一定时间后重新造孔，甚至采取对槽孔周围进行注浆的方法。严禁一边漏浆，一边强行施工。
8.2 槽段坍塌
施工中，为预防因地层的原因造成槽孔坍塌，可采取加快施工进度；加大泥浆浓度，提高护壁能力等措施。坍塌情况严重时，需回填槽孔，停止施工，并上报监理、业主、设计单位，重新对该施工工艺的可行性进行分析讨论。
9 质量检查与控制措施
9.1 加强过程控制：地下连续墙是地下隐蔽工程，施工质量难以直接检查，加强施工过程控制，是保证连续墙质量的重要手段。
9.2 造孔时，保证孔位、孔深、孔斜和槽宽等符合设计要求。
9.3 正确鉴定基岩面和取样，确保墙体的深度。
9.4 保证泥浆、清孔和接头孔质量。
9.5 保证商品混凝土的供应量，施工技术人员必须对搅拌站提供的混凝土级配单进行审核，并测试到达现场的坍落度，保证混凝土的质量。
9.6 混凝土浇筑过程派专人测量和记录混凝土面的深度，及时填绘混凝土浇筑指示图，正确控制导管的起拔深度。
10 总结
本工程中使用地下连续墙施工技术能更好的保障旋流池结构施工的安全及抗渗性，对旋流池结构施工有较大益处。